Das Projekt Captacion De Aqua De Mar De San Pedro Del Pinatar. Ein Quantensprung im Microtunneling

04.12.2006

Dieses Microtunneling - Projekt stellt die weltweit längste aufgefahrene Haltungslänge mit DN 2000 AVN im Landoutfall dar. Besondere Herausforderungen waren hierbei: die Länge, die geologischen Verhältnisse, der Zeitfaktor, die Ringraumschmierung.

Unter Microtunneling versteht man ein ferngesteuert arbeitendes Verfahren für den Vortrieb von Rohren mit lichten Durchmessern von über 1200 mm, bei dem von einem Startschacht aus Vortriebsrohre mit Hilfe einer Pressstation bis in einen Zielschacht vorgetrieben werden.  Der Boden wird dabei über einen hydraulisch angetriebenen Bohrkopf abgebaut. Zur Verringerung der Reibungskräfte und zur Abstützung des Bodens wird am Bohrkopf ein spezielles Fördermedium eingesetzt.
Das Projekt Captacion De Agua De Mar De San Pedro Del Pinatar
Das Projekt an der spanischen Küste beinhaltete den Bau zweier Rohrleitungen zu einer Meerwasserentsalzungsanlage; künftig sollen 24 Mio Kubikmeter Seewasser der Anlage zugeführt werden. Baubeginn des Bohrprojektes war September 2005. Die Finanzierung des Projektes wurde zu 85 % der Bausumme durch die EU unterstützt. Die Gesamtbaukosten des Netzwerkes beliefen sich auf 83 Mio €. Die Planung für das anspruchsvolle Gesamtprojekt lag bei der Firma DRAGADOS/FCC  SPANIEN; die ausführende Firma war Sonntag Iberica, wobei die Bauleitung, von der Planung bis zur Fertigstellung in den Händen von Dieter Bücherl / Firma Dieter Bücherl Spezialtiefbau Amberg lag. Bereits in der Planungsphase war die Firma BAROID IDP EUROPE damit betraut worden,  ein Spülungsprogramm zu erstellen, mit dem ein Vortrieb dieser Dimensionen in den Bereich des Realisierbaren kam. Die Ringraumschmierung war hierbei das Maß aller Dinge.
Ausgehend von einem Startschacht, der 15 m vom Meer entfernt am Strand gebaut wurde, wurden zwei Haltungen aufgefahren. Haltung I mit dem Namen Santa Anna wurde 625 m zur Landseite Richtung Entsalzungsanlage vorgetrieben. Haltung II mit dem Namen Santa Maria wurde 1146 m unter das Mittelmeer geschoben.
Zur Technik
Zum Einsatz kam eine Herrenknecht AVN (Automatische Vollschnittmaschine), die für diesen besonderen Einsatz modifiziert wurde. Die Presskraft der Anlage betrug 1200 to. Sehr wichtig bei diesem Projekt war hierbei eine automatische Ringraumschmierung. Eine Separationsanlage der Firma Schauenburg mit Vibrosieben und Hydrozyklonen bis herunter auf 2" ermöglichten eine schnelle und saubere Aufbereitung bis zu einem Trennschnitt von 40 tausendstel mm. Die MAB leistete 400 m3 pro Stunde. Die Firma Gollwitzer lieferte die Stahlbetonvortriebsrohre (Innen: DN 2000, Außen: DN 2400). Für die Strecke wurden 15 Dehnerstationen der Firma Gollwitzer eingebaut.
Geologie
Nach Aussage der geologischen Gutachten waren schräg einfallende Schichten unterschied-lichster Geologie im Baugrund zu erwarten: Korallenschichten, Meersalzablagerungen, Sand, Lehm und Schluff. Besonders am Ende der Vortriebsstrecke war aufgrund der geringen Überdeckung mit einigen, möglicherweise störenden Kontaminanten, wie beispielsweise Calcium- und Magnesiumsalzen, zu rechnen.
 
Ringraumschmierung
Aufgrund der inhomogenen geologischen Verhältnisse und den damit zu erwartenden Kontaminationen war es erforderlich, eine Ringraumschmierung zu entwickeln, die allen möglichen Einflüssen standhalten würde. Im besonderen auch dem Faktor Zeit. Das Frischwasser zum Anmischen der Schmiersuspension bereitete bereits die ersten Schwierigkeiten: man konnte aus einem kleinen Fluss Oberflächenwasser entnehmen, dessen Qualität als Basismedium für eine optimale Ringraumschmierung unzureichend war. Der pH-Wert lag bei 5,8; die Messung der Deutschen Härte ergab Werte von über 25 Grad. Selbst das Trinkwasser aus dem örtlichen Netz war ohne Vorbehandlung nicht einsetzbar.
Das Schmierungskonzept
Sodaasche + TUNNELGEL PLUS + NO SAG + PAC L + DINOMUL Mit 2 kg Soda Ash wurde das Wasser anwenderfreundlich gemacht: der pH-Wert wurde auf 8,5 gebracht; auch die Härte wies nach der Behandlung optimale Werte auf. TUNNELGEL PLUS war das Bentonit der Wahl. Es hatte sich bereits bei vielen problematischen HDD Bohrungen als bestes Bohrbentonit bewährt.

NO SAG wurde eingesetzt, um die Gelstärken der Suspension bedeutend zu erhöhen. Zudem stabilisiert NO SAG die Suspension beim Bohren in Brack- oder Salzwasser. PAC L sollte die zu erwartenden Kontaminanten in den Griff bekommen. Des weiteren erfolgte der Zusatz von DINOMUL, einem Flüssigadditiv, das zur Reduzierung von Rotationsdrehmomenten und Spannungen im Bohrgestänge entwickelt wurde. Durch Schmierung des Produktrohres reduziert DINOMUL ebenfalls die Zugkraft beim HDD Verfahren. Außerdem verbessert DINOMUL die Bohrlochstabilität durch Bildung eines kompakten, dünnen Filterkuchens und schützt reaktive Formationstone.

Das Produkt DINOMUL wird des weiteren eingesetzt, um die Schmierwirkung in wasserbasischen Spülungen zu erhöhen und einem Festwerden des Bohrstranges entgegen zu wirken. Die Erfahrung hat gezeigt, dass DINOMUL die Reibungskräfte um bis zu 60 % reduzieren kann. Im Rahmen des vorliegenden Microtunneling-Projektes waren die notwendigen Schubkräfte geringer als 0,1 to/m2 Mantelfläche. Auf den gesamten Vortrieb gerechnet wurde ca. ein qbm Suspension pro Meter verpumpt. Die maximalen Schubkräfte waren 600 to; drei der fünfzehn Dehnerstationen wurden lediglich zum Entspannen des Rohrstranges benutzt.

Wissenschaftlich begleitet wurde dieses Projekt von der Technischen Universität Bergakademie Freiberg. Ende Juni 2006 konnte das anspruchsvolle Projekt erfolgreich fertig gestellt werden.

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